（转贴）Auto CAD 2004 UCS三维变换与三维建模－－作者：ZHANG Yu-sheng

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Auto CAD 2004 UCS三维变换与三维建模

三维建模的关键理论是UCS三维变换，UCS三维变换是AUTOCAD-2004教程的重点与难点，本文用三维建模的实例详细解析了七种UCS的三维变换方法，收到较好的效果。
关键词：UCS；三维变换；三维建模；教学
UCS三维变换教学是AUTOCAD-2004教材的重点和难点。学生从二维绘图到三维绘图要经过建立三维空间概念的过程，三维坐标系的空间变换是这个学习过程的关键理论。
　　讲解每一个实例的过程中，以明晰的操作步骤慢漫地引入UCS三维变换的概念。在学习实例的操作步骤中，加入三维建模的应用技巧，使学生对所学的概念能融会贯通。
　　用户坐标系：UCS用户坐标系 是一种可变动的坐标系统。大多数CAD的编辑命令取决于 UCS 的位置和方向。UCS 命令设置用户坐标系在三维空间中的X，Y，Z三个方向，它还定义了二维对象的拉伸方向。CAD共有七种方法定义新坐标系。
　　1． X轴旋转90度确定UCS ： 同理UCS绕Y轴旋转90度与UCS绕Z轴旋转90度会得到不同的用户坐标系。（图1）四个图中X轴方向不变， UCS每绕X轴旋转90度，Z轴的方向改变一次。Z轴的方向即拉伸方向.


[ 本帖最后由 truezx 于 2007-10-11 14:30 编辑 ]

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例1：（图2）对象绕X轴旋转90度（图3），（图2）对象绕Y轴旋转180度, 相当于连续执行两次绕Y轴旋转90度（图4），（图2）对象绕Z轴旋转90度。（图5）

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2．三点确定UCS （图6）: 指定新 UCS 原点及其 X 和 Y 轴的正方向。Z 轴的正方向由右手定则确定。

用此选项可指定任意坐标系。 第一点指定新 UCS 的原点。第二点定义了 X 轴的正方向。第三点定义了

Y 轴的正方向。
例2：在立方体的表面画园锥体（图7）：三点确定UCS的顶面和Z轴的正方向。
例3：在立方体的左侧面画窗（图8）： 三点确定UCS的左侧面及Z轴方向。
例4：在立方体的前面画门（图9）：三点确定UCS的前面及Z轴方向。用户坐标系UCS定义好后，可用厚度

与标高确定三维网格模型。对象的标高对应该平面的Z值。对象的厚度是对象被拉伸的距离。雨蓬的标高

对应该平面的Z值。雨蓬的厚度是对象被拉伸的距离。

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例5：绘制五角顶曲面（图10）：1，2，3三点定UCS，两点加半径画弧。重复5次三点定UCS画弧（图11）

。画弧命令用"起点，端点，半径"选项。

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例6：绘制翘屋顶：三点确定UCS（图12），用ARC命令绘制翘屋顶弧线（图13）。同理，在其它面绘制弧

线，都要变换UCS。也可用三维镜像命令绘制其它弧线。用边定曲面命令分别点击四条弧形边界（图14）

。

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拉伸正Z轴方向确定UCS ：
例7：圆柱从球中伸出（图15）：先点击 图标，点击球的原点，既新的坐标原点，再确定Z轴方向，绘制

小圆，执行拉伸命令，沿正Z轴方向拉伸小圆。
例8：拉伸三角支架（图16）：先点击 图标，点击支架截面的原点，确定Z轴方向，执行拉伸命令，沿正

Z轴方向拉伸支架的三个小圆。

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4．改变坐标原点的位置，确定新的UCS （图15）：通过移动当前 UCS 的原点，保持其 X、Y 和 Z 轴方

向不变，从而定义新的 UCS。相对于当前 UCS 的原点指定新原点。
例9：绘制楼梯：先点击 图标，点击楼梯截面的新原点，新的 UCS由此确定（图17）。拉伸楼梯截面时

，与Z轴方向相反，这时只需输入负拉伸高度（图18）。

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例10：绘制螺母：先点击 图标，点击螺母辅助截面的中点（图19），即新原点。选中丝杆轴线上的圆心

，用MOVE命令使丝杆轴线上的圆心与螺母辅助截面上的中点重合（图20），用布尔减命令先点击螺母，

点击右键，点击丝杆即可得到螺母（图21）。

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5．面确定新的UCS （图22）：将 UCS 与选定的面对齐。如果要选择某一个面，就在此面的边界内或面

的边界上单击，被选中的面将亮显。X 轴将与找到的面上的最近的边对齐。
例11：管道的拉伸（图23）：关键是用面确定新的UCS后，拉伸路径垂直于管道截面，管道截面与XY平面

平行。

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例12：沿路径拉伸弧形墙体（图24）：面确定新的UCS后，拉伸路径垂直于要拉伸的墙面。

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例13：拉伸吊桥（图25）：选定立柱的辅助截面，定义新的坐标系，铁索的截面与立柱的辅助截面是同

一坐标系。拉伸时，先选中铁索截面，再点击弧形路径。吊桥的其它部分拉伸前都要确定新的UCS。

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6．对象确定新的UCS ：根据选定的三维对象定义新的坐标系。
例14：拉伸三维面上的圆（图26）：先点击 ，再选定三维面上的圆，定义新的坐标系。执行拉伸命令，

沿正Z轴方向拉伸三维面上的圆。

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例15：绘制曲面屋顶: 先点击 ，再选定立方体上的边，定义新的坐标系。在四个不同的坐标系下绘制四

条弧形边界（图27）。再用边定曲面命令分别点击四条弧形边界（图28）。

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例16：绘制圆锥滚子轴承：在正视图上绘制轴承外圈，内圈和圆锥滚子（图29），在当前UCS下用

REVOLVE命令旋转外圈，内圈（图30），先点击 ，再选定圆锥滚子的轴心，定义新的坐标系，用REVOLVE

命令旋转圆锥滚子（图31）。

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7．视图确定新的UCS （图32）：建立的新坐标系，是平行于屏幕的平面即 XY 平面，UCS 原点保持不变

。剖切面与当前视口视图的XY平面平行。
例16：获取平行于屏幕的平面：点击图标 （图33），点击 section，三点确定剖的切面（图34），用

MOVE命令把剖切面移出立方体外既可得到平行于XY平面的剖切图形（图35）。